Summary
Knä artros är ofta ses i den ortopediska avdelningen. I detalj introducerar vi hela knä artros behandlingsprocessen med trombocyt-rich plasma injektion, inklusive förberedelse, förfaranden och utvärdering.
Abstract
Knä artros (KOA) är en av de vanligast förekommande sjukdomarna i den ortopediska avdelningen. Befintliga icke-kirurgiska behandlingar har en begränsad effekt på reparation av brosk och ben. Trombocyt-rich plasma (PRP) är en autolog bioaktiva ämne som kan reparera brosk skada och påskynda ben effektivt. Rapportering av PRP förberedelse protokoll i kliniska studier är dock mycket inkonsekvent, med majoriteten av studierna ger otillräcklig information till tillåter protokollet återges. Vi beskriver en upprepningsbar metod för att förbereda PRP visuellt, behandling av KOA med PRP intraartikulär injektion och metoder för att utvärdera resultatet. PRP utarbetades med hjälp av manuell dubbel centrifugering. PRP lagret var extraheras från perifert blod och används för knä gemensam hålighet injektion. Utvärderingar ingår bedömningar av blodplättar koncentrationer och kliniska resultat. Beredning av PRP genom manuell centrifugering kräver mindre apparater och är billigare än plasma filtrering eller centrifugering med utrustning. Centrifugeringstiden av vår dubbla centrifugering metod var 6 och 5 minuter för de respektive centrifugations på styrkor på 800 och 1400 x g, respektive, för att möjliggöra konsekventa utarbetandet av standardiserade PRP. Dock en manuell metod är mottagliga för operatörsfel och PRP batch beredning finns inte. Intraartikulär injektion av PRP visade sig vara en effektiv behandling för knä artros. Hela behandlingsförfarandet tog mindre än 30 minuter, blodplättar koncentrationen av PRP kan standardiseras och behandling var visat sig vara effektiva när utvärderas av uppföljning.
Introduction
Knä artros (KOA) är en av de mest sett sjukdomarna i den ortopediska avdelningen; 30% - 50% av personer över 65 års ålder uppleva denna sjukdom1. För närvarande omfattar konservativ hantering av KOA främst oral administrering av icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel och brosk näringsämnen droger, intraartikulär injektion av Natriumhyaluronat och sjukgymnastik. Dock kan inte dessa metoder stoppa processen för knä leddegeneration2. Ledbrosk defekter kan orsaka artikulära ytan slitage, gemensamma instabilitet och metabola förändringar, som är en del av patogenesen av KOA3. Men på grund av avsaknad av blodkärl, nerver och lymfoid vävnad i ledbrosk, återhämtning efter skador är svårt. En effektiv metod att reparera brosk är särskilt viktigt för behandling av KOA. Behandling av osteoclasia är också en viktig fokus i KOA behandling.
Trombocyt-rich plasma (PRP) är en autolog bioaktiva ämnet, och tillämpningen av PRP till skelett- och problem studeras allt. Den biologiska grunden för klinisk användning av PRP inkluderar dess effekt på lokala leverans av tillväxtfaktorer och modifiering av den inflammatoriska reaktionen och dess positiva effekter på cell proliferation och differentiering4. Efter aktivering efter intraartikulär injektion, PRP frigör α-granule genom degranulering och utsöndrar olika tillväxtfaktorer, inklusive tillväxtfaktorn trombocyt-derived, den transformerande tillväxt factor-β, insulin-liknande tillväxtfaktor, den Epidermal tillväxtfaktor, vaskulär endotelial tillväxtfaktor och fibroblast tillväxtfaktor. Dessa främja osteoblast och chondrocyte spridning, hämmar brosk degeneration, stärka stabiliteten i brosk och subkondrala benet, reglera den gene expression vävnad hämmaren metalloproteinas och upprätthålla balansen av syntes och nedbrytning av proteoglykaner5,6. Därför kan PRP reparera brosk skada och påskynda ben.
Resultatet av PRP injektion påverkas av olika faktorer, inklusive provtagning plats7, typ av centrifug förberedelse metod8och användning av antikoagulantia9 och aktivatorer10. Det finns ungefär 3 typer centrifugal metoder att förbereda PRP. Manuell centrifugering, utrustning-baserade centrifugering eller plasma filtrering tekniker finns tillgängliga, även om manuell och utrustning-baserade metoder är de vanligaste. Den manuella metoden kräver minst utrustningen, är bekvämt, är låg kostnad och är enkel att utföra (figur 1). PRP är beredd av prestanda för manuell centrifugering två gånger. Blandade perifert blod och antikoagulans centrifugeras för att separera hemocytes från plasma och trombocyter. Efter kasta de röda blodkropparna på bottenlagret, centrifugeras dekanteringsvätskan för förnyad separation, dela in den i supernatanten trombocyt-fattiga plasma, mellersta PRP och subnatant kvarvarande röda blodkroppar. Det mellersta lagret används för knä gemensam hålighet injektion (om kvantiteten är otillräcklig, en del av supernatanten kan dras). Utvärderingar av metoden innehålla bedömningar av blodplättar koncentration och kliniska resultat.
Rapportering av PRP förberedelse protokoll i kliniska studier är mycket inkonsekvent, och majoriteten av studierna ger inte tillräcklig information för att protokollet ska reproduceras11. Här beskriver vi en reproducerbar metod för att förbereda PRP och behandling av KOA med PRP intraartikulär injektion, med utvärdering av resultatet. Inklusionskriterier var patienter med knä artros som har dålig smärtlindring för enkla smärtstillande medicinering (såsom paracetamol) och konservativ behandling. Uteslutningskriterier inkluderade patienter med venös avkastning eller lymfatiska dränering sjukdom; patienter med knä ledinfektioner; patienter med en dermatos eller infektion i området injektion. patienter med feber; patienter med koaguleringsmedel funktion missbildning; patienter med allvarlig kardiovaskulär sjukdom. Hela behandlingsförfarandet tar mindre än 30 minuter, och blodplättar koncentrationen av PRP är bevisat för att nå en standardiserad mätning. Dess effektivitet demonstreras genom att utvärdera utfallen under nära uppföljning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De metoder som beskrivs godkändes av den etiska kommittén av Guangdong General Hospital.
1. Skaffa PRP genom manuell centrifugering
- Förbereda patienten i ryggläge i en steril laminär operationssalen med en behaglig rumstemperatur och luftfuktighet: rumstemperatur är 22 ° C och luftfuktighet är 60%.
- Använd en 1 mL spruta att rita 0,2 mL heparin natrium (2 mL = 12.500 U) och sedan Fukta en 50 mL spruta.
Obs: 3 mL natriumcitrat är också typiska i det här steget att ersätta heparin natrium. - Rigga ett tryckförband, sterilisera armbågen 2 - 3 gånger och använda fuktig 50 mL sprutan Rita 30 mL av perifert blod från armbågen venen.
- Utföra den första centrifugeringen.
- Dela perifert blod lika i två 50 mL sterilt centrifugrör.
- Satte två rör i horisontella rotorer och sedan i centrifugen, under aseptiska förhållanden.
- Centrifugera i 6 minuter vid 800 x g.
- Ta horisontell rotorerna ut, slitage sterila handskar, och centrifugrör.
- Observera att stratifications Kontrollera att perifert blod är stratifierat i två lager.
- Använd en ren 10 mL spruta för att samla den supernatanta vätskan från dessa två centrifugrör i en ren centrifugrör.
- Utföra den andra centrifugeringen.
- Använd en ren 10 mL spruta lägga till motsvarande mängd sterilt vatten eller fysiologisk koksaltlösning i en annan ren centrifugrör för balans. Placera rören i horisontella rotorerna. Markera en med översta skiktet vätskan genom plåster.
- Centrifugera i 5 minuter vid 1400 x g.
- Ta horisontell rotorerna ut, och genom att observera stratifications Kontrollera att vätskan som markerade röret är uppdelad i tre lager.
- Använd en 10 mL spruta Rita 4 mL vätska från den mellersta granulat cellager (leukocyt-rika, PRP lager) och nedre lagret av supernatanten. Om kvantiteten som mellanlager är tillräcklig, bara dra 4 mL från som.
- Satta 0,4 mL av vätskan i ett sterilt antikoagulation rör (K2EDTA, 3,6 mg) för utvärdering, lämnar 3,6 mL vätska kvar i sprutan.
Obs: Protokollet kan pausas här.
2. intraartikulär administrering av PRP
- Låt patienten lögnen liggande på operationsbordet och böj knä till 90 grader.
- Leta reda på injektionsstället vid sämre marginal av patella och 1 cm från laterala patellar ligament. Använda en tuschpenna och markera platsen.
- Utföra huden sterilisering på injektionsstället tre gånger med anerdian III, sterila handskar, och täck med en aseptisk hål-handduk.
- Placera sprutan parallellt till tibial platån, och utför sedan punkteringen i en vinkel på 45 grader. Helt in nålen i huden.
- Injicera de 3,6 mL av PRP från sprutan i knä gemensam hålighet.
- Täcka punktering position med steril gasbinda och fixa det med plåster.
- Applicera tryck på såret i 10 minuter. Observera för alla allvarliga biverkningar i 30 minuter.
- Administrera totalt tre injektioner varje månad.
Obs: Protokollet kan pausas här.
3. postoperativ utvärdering av PRP injektion
- Utvärdera koncentrationen av trombocyter i principen för Lösenordsreplikering.
- Använd de 0,4 mL av PRP från antikoagulation röret (K2EDTA, 3,6 mg).
- Analysera blodplättar koncentrationen av principen för Lösenordsreplikering använder en automatisk blodkroppar analysator.
- Utvärdera postoperativa resultatet av PRP injektionen.
- Med ett samråd 1 dag före var och en av de tre behandlingarna, genomföra ytterligare patientuppföljning 1 dag efter varje behandling, 3 dagar efter varje behandling, 1 vecka efter varje behandling, 1 månad efter den tredje behandlingen, 3 månader efter den tredje behandlingen och 6 månader efter tredje behandlingen.
- Använda en visuell analog skala (VAS), Western Ontario och McMaster universitet artros Index (WOMAC), knä samhället Poäng (KSS) och Lysholm knee funktionell skala för att utvärdera postoperativ effekt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Som ett resultat av trombocyter av principen för Lösenordsreplikering nådde en standard koncentration nivå av 1121 x 103/µl. Vi genomförde de 15 uppföljande undersökningar beskrivs i protokollet på en 55-årig manlig patient med tidig KOA. Det var uppenbart att tidiga kliniska resultatet tillfredsställande efter intraartikulär administrering av PRP (figur 2). Medellång sikt effekt var dock något sämre. En markant signifikant smärtlindrande effekt observerades (figur 2A). KSS var knä högre än KSS funktion Poäng (figur 2 C, figur 2D), vilket innebar att effekten av PRP på subjektiva symtom var bättre än på objektiva symtom. Lysholm knee funktionell skala poängen visade att vår metod hade en Alkoholmätare effekt i att förbättra brosk skada och mjukvävnad skada symtom (figur 2E). Totalt sett var de terapeutiska effekterna av våra PRP-protokollet anmärkningsvärda.
Figur 1 : Flödesschema av protokolldesign. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2 : Utvärdering av postoperativa resultatet av PRP injektion. Utvärdering av kliniska resultat av VAS (A), WOMAC (B), KSS (C, D) och Lysholm knee funktionell skala (E). KSS ger knä Poäng (smärta, rörlighet och stabilitet, C) och fungera Poäng (walking förmåga och trappa aktivitet, D). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Koncentrationen av trombocyter i normalt humanblod ligger mellan 150 000/µL och 350 000/µL, och det är allmänt trott att blodplättar koncentration av PRP ska nå 1 000 000/µL, vilket är 3 till 5 gånger normala koncentrationer9. Enligt PAW hierarkin systemet tros det att PRP har ingen uppenbar effekt när blodplättar koncentrationen är mindre än tre gånger den normala koncentrationen, medan PRP har en hämmande effekt när dess blodplättar koncentration är mer än sex gånger den normala koncentration12. Därför är ett minimikrav för detta protokoll att blodplättar koncentrationen av PRP är mellan dessa nivåer.
Manuell PRP förberedelse kan uppnås genom en enda centrifugering eller med två rundor av centrifugering. På grund av de olika centrifug parametrarna, principen för Lösenordsreplikering erhålls kvalitet skiljer sig mellan de två teknikerna. Blodplättar koncentrationerna erhålls genom enda centrifugering är låga, men principen för Lösenordsreplikering innehåller både vita och röda blodkroppar. Blodplättar koncentrationerna erhålls genom dubbel centrifugering är höga, och principen för Lösenordsreplikering innehåller oftast en liten mängd vita blodkroppar och även röda blodkroppar13. Om förekomsten av vita blodkroppar i PRP är fördelaktigt utfall grälas. Vissa studier har visat att vita blodkroppar-rika PRP har starkare antimikrobiell aktivitet, underlättar funktionell återhämtning, och är ett mindre irriterande, vilket minskar behovet av analgetika14. Dock kan cytokiner, metalloproteaser, interleukiner och syre fria radikaler frigörs från vita blodkroppar förvärra skador i akut skede, hindrar den självläkande av vävnader och fördröja den läkande processen15. För att få blodplättar i högre koncentrationer, använde vi dubbla centrifugering.
Insamlingsnivån blodplättar är också relaterad till centrifugalkraft och tid. Det är allmänt erkänt att blodplättar koncentration ökar när centrifugalkraften ökar. Dock skadar alltför stor centrifugalkraften blodplättar, minska återvinningsgraden. Trombocytantal koncentration ökar också med längden av centrifugering. När centrifugeringen är mindre än 5 minuter, blodplättar är lågt, och ingen signifikant effekt uppnås; mellan 10 och 20 minuter av centrifugering ökar blodplättar koncentrationen gradvis och stadigt; efter mer än 20 minuter ändras blodplättar koncentrationen inte längre självklart16. En lång centrifugering kan orsaka överdriven trombocytantal nedfall och minska bioaktivitet, så optimal centrifugeringstiden är mellan 5 och 10 minuter. Vi etablerade en optimal centrifugeringstid för dubbel centrifugering av 6 och 5 minuter för den första och andra centrifugen vid styrkorna av 800 och 1400 x g, respektive, för att förbereda PRP.
Vissa PRP skördas och direkt sprutas in i området av skadan, men andra formuleringar lägga en trombocyt-aktiverande agent till exempel trombin eller CaCl2. I allmänhet, används PRP för att lindra kronisk inflammation eller ”och” förslitningsskador såsom OA injiceras vanligen utan en aktiverande agent17.
För utvärdering av behandlingsresultat använde vi ett antal skalor. FORDONSLARMET föreskrivs detaljerade smärta mätning. Vi använde WOMAC för att utvärdera graden av gonitis och behandlingseffekten enligt relevanta symtom och tecken. KSS föreskrivs ett knä poäng smärta, rörlighet och stabilitet och en funktion Poäng för promenader förmåga och trappa aktivitet. Lysholm knee funktionell skala utvärderas ligament och brosk skada.
Det fanns flera begränsningar för vår metod. Första, manuell beredning är mottagliga för operatörsfel, främst från subjektivitet i utlottningen av mitten buffert lager och en del av den supernatanta vätskan efter den andra centrifugeringen. Dock efter upprepade experiment med olika operatörer hittade vi äntligen effektiva trombocytantal koncentrationen. För det andra, PRP batch beredning finns inte med den här metoden. PRP kan endast framställas genom rita blod före varje injektion. Eftersom lagring av prover är svårt, det måste vara acceptabelt att åter förbereda PRP varje gång.
I sammanfattning är intraartikulär injektion av PRP en effektiv behandling för knä artros. Denna studierapport ger hela behandlingen tillvägagångssättet i detalj, inklusive utarbetandet av PRP av pålitlig kvalitet, införandet av en standard injektionsproceduren och en vetenskaplig och praktisk utvärderingsplan.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Denna studie stöddes av den nationella naturvetenskap Foundation i Kina (81371991) och den stora Program för vetenskap och teknik av Guangdong (2015B020225007).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Centrifuge | Eppendorf | 5702 | |
| Centrifuge tube | CORNING | 430828 | |
| Horizontal rotor | Eppendorf | LL080 | |
| Anerdian III | Shanghai Likang Disinfectant HiTech Co., LTD | 310173 | Disinfect the skin |
| 1ml Syringe | KDL Medical Equipment Co., LTD | 0.4*13 RWLB | |
| 10ml Syringe | KDL Medical Equipment Co., LTD | 1.2*38 TWSB | |
| 50ml Syringe | KDL Medical Equipment Co., LTD | 0.7*32 TWLB | |
| Medical Tourniquet | Changzhou Jinli Latex Products Co., LTD | 0087-2011 | |
| Single-use sterile rubber surgical gloves | Shanghai jinxiang Latex Products Co., LTD | 17060 | |
| Disposable Draw Blood Needle | KDL Medical Equipment Co., LTD | 0.55*20 L(II) RWLB | |
| Heparin Sodium Injection | SPH No.1 Biochemical & Pharmaceutical Co., LTD | 1706101 | 2ml:12500U |
| Jifro Hand Antiseptic Rinse Free Gel | Shanghai Likang Disinfectant HiTech Co., LTD | 311793 | |
| Medical Cotton Swab | Foshan Kangzheng Medical Supplies Co., LTD | KZ3-12 | Disinfect the skin |
| 10ml Normal Saline | Jiangxi Shuangshi Pharmecutical Co., LTD | 140211458 | |
| Automatic Blood Cell Analyzer | Beckman Coulter | LH-750 | |
| Hole-towe | Sterile | ||
| Anticoagulation Tube(Blood Collection Tubes, K2E 3.6mg) | Becton, Dickinson and Company | CNL17-COO56 | Store in a cool dry place within 4 to 25 degrees Celcius |
| Tweezers | RWD LIFE SCIENCE | F12006-10 | |
| Sterile Gauze | Guangdong Ze Chang Trade Co., LTD | 170915 | |
| Adhesive Plaster | 3M Transpore | 1527C-0 | |
| Skin Marker Pen | Guangzhou Mingjia Medical Device Manufacturing Co., LTD | 10110 |
References
- Loeser, R. F. Age-related changes in the musculoskeletal system and the development of osteoarthritis. Clinics in Geriatric Medicine. 26 (3), 371-386 (2010).
- Bhatia, A., Peng, P., Cohen, S. P. Radiofrequency procedures to relieve chronic knee pain: an evidence-based narrative review. Reg Anesth Pain Med. 43 (1), 72 (2018).
- Sánchez, M., et al. A randomized clinical trial evaluating plasma rich in growth factors (PRGF-endoret) versus hyaluronic acid in the short-term treatment of symptomatic knee osteoarthritis. Arthroscopy the Journal of Arthroscopic & Related Surgery. 28 (8), 1070-1078 (2012).
- LaPrade, R. F., et al. Biologic treatments for sports injuries II think tank-current concepts, future research, and barriers to advancement, part 1: biologics overview, ligament injury, tendinopathy. Am J Sports Med. 44 (12), 3270-3283 (2016).
- Ornetti, P., et al. Does platelet-rich plasma have a role in the treatment of osteoarthritis? Joint Bone Spine. 83 (1), 31-36 (2016).
- Knop, E., Paula, L. E. D., Fuller, R. Platelet-rich plasma for osteoarthritis treatment. Revista Brasileira de Reumatologia (English Edition). 56 (2), 152-164 (2016).
- Weibrich, G., Kleis, W. K., Hafner, G., Hitzler, W. E. Growth factor levels in platelet-rich plasma and correlations with donor age, sex, and platelet count. J Craniomaxillofac Surg. 30 (2), 97-102 (2002).
- Landesberg, R., Roy, M., Glickman, R. S. Quantification of growth factor levels using a simplified method of platelet-rich plasma gel preparation. Journal of Oral & Maxillofacial Surgery. 58 (3), 297-300 (2000).
- Wasterlain, A. S., Braun, H. J., Dragoo, J. L. Contents and formulations of platelet-rich plasma. Operative Techniques in Orthopaedics. 22 (1), 33-42 (2012).
- Gobbi, G., Vitale, M. Platelet rich plasma for biological therapy: applications and limits. Operative Techniques in Orthopaedics. 22 (1), 10-15 (2012).
- Chahla, J., et al. A call for standardization in platelet-rich plasma preparation protocols and composition reporting: a systematic review of the clinical orthopaedic literature. Journal of Bone & Joint Surgery-american. 99 (20), 1769-1779 (2017).
- Delong, J. M., Russell, R. P., Mazzocca, A. D. Platelet-rich plasma: the PAW classification system. Arthroscopy the Journal of Arthroscopic & Related Surgery. 28 (7), 998-1009 (2012).
- Yazigi Junior, J. A., et al. Quantification of platelets obtained by different centrifugation protocols in SHR rats. Revista Brasileira de Ortopedia (English Edition). 50 (6), 729-738 (2015).
- Moojen, D. J. F., et al. Antimicrobial activity of platelet-leukocyte gel against Staphylococcus aureus. Journal of Orthopaedic Research. 26 (3), 404-410 (2008).
- Tinsley, B. A., Ferreira, J. V., Dukas, A. G., Mazzocca, A. D. Platelet-rich plasma nonoperative injection therapy-A review of indications and evidence. Operative Techniques in Sports Medicine. 20 (2), 192-200 (2012).
- Arora, S., Doda, V., Kotwal, U., Dogra, M. Quantification of platelets and platelet derived growth factors from platelet-rich-plasma (PRP) prepared at different centrifugal force (g) and time. Transfusion & Apheresis Science. 54 (1), 103-110 (2016).
- Cohn, C. S., Lockhart, E. Autologous platelet-rich plasma: evidence for clinical use. Current Opinion in Hematology. 22 (6), 527-532 (2015).
